基于CompactPCI的GSM基站自動(dòng)測試平臺的構建

中國通訊產(chǎn)業(yè)的高速增長(cháng)促進(jìn)了通訊制造業(yè)的測試技術(shù)水平不斷改進(jìn)和發(fā)展。在通訊設備的制造過(guò)程中，越來(lái)越復雜的測試條件和高度自動(dòng)化的大生產(chǎn)環(huán)境，迫切需要開(kāi)發(fā)出功能更強大、成本更低廉、系統更靈活的通用測試儀器，對通訊產(chǎn)品的生產(chǎn)提供一種快速、高效的測試手段，來(lái)保障產(chǎn)品的質(zhì)量，減少生產(chǎn)檢測時(shí)間，降低人為的失誤，從而達到提高生產(chǎn)效率、降低成本的目的。本文論述的GSM基站(BTS)的自動(dòng)測試平臺，是基于CompactPCI總線(xiàn)的虛擬儀器，能實(shí)現BTS基站產(chǎn)品在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的自動(dòng)化測試。

虛擬測試儀器是最近才開(kāi)始獲得廣泛應用的一種智能化測試儀器，它的關(guān)鍵技術(shù)是利用計算機軟件將測量?jì)x器的硬件部分得到充分利用，實(shí)現一機多能的目標。傳統的獨立式儀器其功能是由制造商來(lái)定義的，而新型的虛擬儀器其功能則可以由用戶(hù)自己來(lái)定義。虛擬儀器使得在復雜環(huán)境下完成自動(dòng)化測試成為可能，這是傳統的獨立式儀器往往是無(wú)法勝任的。

在電信和工業(yè)自動(dòng)化應用領(lǐng)域中，采用低價(jià)格高性能PC作為虛擬儀器一直是應用工程師們長(cháng)期追求的目 標?；赪intel 架構的CompactPCI總線(xiàn)平臺，是為高可靠性應用而設計的，其低價(jià)位、高可靠、熱插拔、熱切換、多處理器能力等特點(diǎn)。得到了可靠性要求較高的電信和工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。

CompactPCI的三大核心技術(shù)是PCI局部總線(xiàn)、歐式插卡機械結構和氣密式針孔接頭。簡(jiǎn)而言之，CompactPCI(以后簡(jiǎn)稱(chēng)CPCI)總線(xiàn)=PCI總線(xiàn)的電氣規范 + 標準針孔連接器(IEC-1076-4-101) + 歐洲卡規范(IEC297/IEEE 1011.1)。由于CompactPCI具有極高的帶寬，在33MHz總線(xiàn)時(shí)鐘、32位數據通路時(shí)可達到峰值132MB/s的帶寬，在33MHz主頻、 64位數據通路時(shí)，可達到峰值264MB/s的帶寬。在66MHz主頻時(shí)，對于32位數據通路和64位數據通路帶寬的峰值，可分別達到264MB/s或 528MB/s，因此，CPCI總線(xiàn)特別適用于高速數據通訊的應用。圖1為CompactPCI的硬件結構圖。

在電信自動(dòng)測試領(lǐng)域中，CPCI平臺及其擴展功能卡為被測系統提供功能強大的測試環(huán)境。在BTS自動(dòng)測試系統中，我們采用了CPCI平臺來(lái)構建BTS自動(dòng)測試儀，同時(shí)采用的擴展功能模塊包括：數字IO控制模塊、GPIB接口模塊等。這些功能模塊提供了被測系統在電平、通訊、接口等的資源，為自動(dòng)測試提供硬件環(huán)境。

測試系統的硬件結構

測試系統的硬件部分主要由CPCI平臺主控單元、GSM綜測儀、整機測試控制單元等部分組成。測試系統的硬件總體框圖見(jiàn)圖2。

主控單元是采用的CPCI的模塊包括主處理控制模塊、數字IO控制模塊、GPIB接口控制模塊，主控單元主要功能是對BTS自動(dòng)測試設備儀進(jìn)行初始化、參數的配置、測試的控制以及結果的上報。其中主處理控制模塊是自動(dòng)測試軟件的載體，完成自動(dòng)測試儀處理的所有功能，數字IO控制模塊主要用來(lái)作為控制測試控制單元中的電平開(kāi)關(guān)信號量(如衰減器的調節，射頻開(kāi)關(guān)陣列的切換等)。CPCI平臺利用GPIB接口控制模塊與GSM綜測儀進(jìn)行通信。

BTS自動(dòng)測試儀由CPCI平臺、GSM綜測儀、整機測試控制單元共同完成。GSM綜測儀通過(guò)模擬BSC的信令協(xié)議，通過(guò)Abis接口對BTS進(jìn)行控制。BTS的Um接口連接到整機測試控制單元，通過(guò)控制單元內部的選通后連接到GSM綜測儀的射頻收發(fā)端口。

在構建BTS自動(dòng)測試平臺還需要考慮其它因素，如BTS輸出信號的強度、射頻開(kāi)關(guān)組件的選型、線(xiàn)纜損耗的補償等。為了描述清楚BTS自動(dòng)測試平臺的硬件連接及結構，下面是一個(gè)主分集接收的單載頻BTS詳細例子。圖3為主分集(單載頻)BTS自動(dòng)測試儀原理圖。

軟件測試的流程

GSM 基站自動(dòng)測試的軟件系統是在CPCI硬件平臺基礎上，對GSM綜測儀、整機測試控制單元進(jìn)行控制，執行自動(dòng)測試序列同時(shí)把測試結果上報。根據其結構分成6 個(gè)模塊，分別是用戶(hù)界面模塊、數據庫操作模塊、用戶(hù)權限管理和鑒權模塊、校準和參數管理模塊、測試引擎和序列管理模塊，系統軟件的模塊如圖4所示。

用戶(hù)界面模塊實(shí)現整機測試的用戶(hù)接口，包括用戶(hù)對測試對象類(lèi)型的選擇、測試序列的顯示、測試結果的顯示、測試過(guò)程中詳細信息的顯示。

數據庫操作模塊實(shí)現軟件在本地數據庫中的各種參數的存取，并實(shí)現本地數據庫和遠端服務(wù)器數據庫數據的交換和測試結果的保存。

用戶(hù)權限管理和鑒權模塊實(shí)現對使用該系統用戶(hù)的分級權限管理、及其根據用戶(hù)權限對其操作進(jìn)行控制。

校準和參數管理模塊實(shí)現用戶(hù)對各種參數進(jìn)行校準，包括線(xiàn)損的自動(dòng)校準部分，并實(shí)現儀表測試參數和測試標準的管理。同時(shí)配置各種測試參數項，配置參數包括測試項配置、測試指標配置。參數配置是可以選擇，可以當前測試有效，也可存進(jìn)數據庫作為永久配置項。

測試引擎和序列管理模塊實(shí)現實(shí)際測試的過(guò)程，序列管理實(shí)現了對序列文件進(jìn)行編輯，而測試引擎則通過(guò)線(xiàn)程根據序列文件對測試序列進(jìn)行調度，進(jìn)行被測項目的測試。

測試實(shí)現模塊由一系列測試實(shí)現函數組成，每一個(gè)函數實(shí)現一種測試功能，由一組對GSM綜測儀的GPIB操作組成。所以測試實(shí)現模塊是一個(gè)相對獨立的測試實(shí)現函數庫。BTS自動(dòng)化測試儀的軟件各模塊在整體結構中位置如圖5所示。

測試引擎是程序調度測試過(guò)程的子模塊，測試引擎以線(xiàn)程的方式運行。程序首先從序列文件中讀取該測試類(lèi)型的序列，形成一個(gè)序列鏈表，作為整個(gè)測試的組織方式。當測試開(kāi)始后，啟動(dòng)線(xiàn)程，該線(xiàn)程從序列鏈表中獲得當前測試的序列，從該序列中獲得當前測試的相關(guān)數據，并根據這些數據調用測試實(shí)現模塊中相應的函數，進(jìn)行該序列的測試；當該測試序列測試完成后，程序從鏈表中讀取下一個(gè)序列數據，進(jìn)行相應的測試，直至到達鏈表結尾，實(shí)現整個(gè)測試過(guò)程。其測試流程如圖6所示。

本文小結

為了提高BTS基站產(chǎn)品的生產(chǎn)測試效率，我們開(kāi)發(fā)出基于CompactPCI總線(xiàn)技術(shù)的自動(dòng)化測試平臺，它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1、開(kāi)放性：利用通用硬件平臺來(lái)構建虛擬儀器系統具有開(kāi)放性，便于系統的升級和更新。2、通用性：由于是采用了虛擬儀器的技術(shù)，大部分的功能是由軟件來(lái)完成，因此，只需要對該平臺進(jìn)行少量的改動(dòng)，就能應用其它通訊產(chǎn)品上。3、可靠性：采用了CompactPCI平臺，保證了測試平臺具有高可靠性。4、性能價(jià)格比高：相同的性能條件下，開(kāi)發(fā)費用和維護升級費用相對比較便宜。5、測試效率高：實(shí)現生產(chǎn)測試的自動(dòng)化操作，成倍地提高生產(chǎn)測試效率。